专利名称：一种电致变色氧化镍薄膜的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种电致变色氧化镍薄膜的制备方法。
背景技术：
氧化镍薄膜是一种具有能量贮存、电致变色、催化、气体敏感等特性的p 型半导体功能材料，在化学电源、平板显示、有机化工、环境检测等许多高技 术领域具有重要用途。氧化镍薄膜的制备方法一般可分为物理法和化学法。物 理法主要包括真空蒸发、溅射、离子束沉积、外延膜沉积等方法，制得的薄膜 具有与基体结合良好、膜层密度高、均匀性好等优点。但是因物理法所用设备 成本昂贵、工艺条件要求高、不易进行大面积均匀镀膜而限制了其发展。化学 法主要包括热分解、化学气相沉积、阴极反应沉积、溶胶-凝胶等方法，其优点 是所使用的设备简单廉价、可准确控制薄膜化学组分、容易大面积制造等，其 缺点是薄膜沉积过程相对困难，薄膜对基体的附着力相对较差。比较而言，化 学法制备氧化镍薄膜具有成本低廉、可控性好、适合大面积和规模化制造等优 势，因而具有良好的发展前景。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有与基体结合力强、膜层致密、厚度和组分可 调控、均匀性好、可逆性好、容易大面积制造等特性的电致变色氧化镍薄膜的 电化学阳极氧化制备方法。
本发明的具体步骤为配制0. 1 mol/L~ 8. 0 mol/L分析纯氢氧化钾、氢氧 化钠或氢氧化锂的水溶液，分别加入0. 0 mol/L~ 0. 5 mol/L氯化钾、氯化钠和 氯化锂无机配位剂，再加入0. 0 mol/L ~ 0. 5 mol/L柠檬酸盐、草酸盐、酒石酸 盐、乙酸盐和其它羧酸衍生物有机配位剂；以石墨块为阴极，以金属镍箔为阳 极，在5 。C~85 。C温度下，控制槽电压为0.6V 12.0V，连续电解lmin 10 h后断开电源并取出阳极片，用自来水冲洗，即得到具有电致变色特性的氧 化镍薄膜。
本方法制备的电致变色氧化镍薄膜为金属镍基体原位转化膜，其与基体结 合的紧密程度是其它方法沉积膜难以比拟的，这种氧化镍薄膜具有可逆性好、 稳定性好、无脱落、长寿命等特性。
图1为本发明实施例1氧化镍薄膜的循环伏安曲线(电解液为1.0 mol/L 氢氧化锂水溶液，参比电极为饱和甘汞电极，温度为2G。C,扫描速率为5mV/s, 循环次数为2200次)。图2为本发明实施例1氧化镍薄膜的1， 000倍扫描电子显微镜照片。
图3为本发明实施例1氧化镍薄膜的10， 000倍扫描电子显微镜照片。
图4为本发明实施例2氧化镍薄膜的循环伏安曲线(电解液为1.0 raol/L
氢氧化锂水溶液，参比电极为饱和甘汞电极，温度为15 "C,扫描速率为5mV/s，
循环次数为3次)。
具体实施方式
实施例1:
称取市售分析纯氢氧化钾(纯度95 %) 44.8 g溶解于100 ml蒸馏水中， 依次加入2. 0 g分析纯草酸(纯度99. 5 % )、 1. 0 g分析纯柠檬酸(纯度99. 0 % )、 2.0 g分析纯氢氧化钾、0.4 g分析纯氯化钾(纯度99. 8 %)，搅拌溶解。以石 墨块为阴极，以金属4臬箔(0.1 mm x 10 mm x 30 mm)为阳极，分别连接至 LZ-I赫尔槽试验仪(武汉隆泽电子有限公司)的负极和正极，将时间设置为240 min，打开电源，调节电压为4.0 V，连续电解至结束，取出镍箔阳极并用自来 水冲洗，在80 。C干燥箱中烘干即得氧化镍薄膜。在1. 0 mol/L分析纯氢氧化锂 (纯度90 %)水溶液中，以石墨块为辅助电极，以制备的氧化镍薄膜为研究电 极，以232型饱和甘汞电极(上海雷磁仪器厂生产)为参比电极，在CHI660C 电化学工作站(上海辰华仪器公司)上测定循环伏安曲线，结果如附图1所示。 在电位正、反向循环扫描过程中，氧化镍薄膜在蓝黑色与淡褐色之间反复转化。 当电位扫描至5. 5 V时停止实验，将此氧化镍薄膜电极用自来水冲洗并置于80 。C 干燥箱中烘干。对其进行X-射线衍射谱(XRD)测定，XRD图谱中仅有金属镍衍 射峰，而无氧化镍衍射峰。对其进行电子扫描显微镜(SEM)测定，其照片如附 图2、附图3所示。 实施例2:
称取市售分析纯氢氧化钾(纯度95 °/。 ) 5. 6 g溶解于100 ml蒸馏水中，依 次加入2. 0 g分析纯草酸(纯度99. 5 % )、 1. 0 g分析纯柠檬酸(纯度99. 0 % )、 4.0 g分析纯氢氧化钾、0.4 g分析纯氯化钾(纯度99. 8 1),搅拌溶解。以石 墨块为阴极，以金属镍箔(0.1 mm x 10 mm x 30 mm)为阳极，分别连接至 LZ-I赫尔槽试验仪(武汉隆泽电子有限公司)的负极和正极，将时间设置为30 min,打开电源，调节电压为4.0 V，连续电解至结束，取出镍箔阳极并用自来 水冲洗，在80 。C干燥箱中烘干即得氧化镍薄膜。在1. 0 mol/L分析纯氢氧化锂 (纯度90。/。)水溶液中，以石墨块为辅助电极，以氧化镍薄膜为研究电极，以 232型饱和甘汞电极(上海雷磁仪器厂生产)为参比电极，在CHI660C电化学工 作站(上海辰华仪器公司)上测定循环伏安曲线，结果如附图4所示 在电位 正、反向循环扫描过程中，氧化镍薄膜在紫褐色与无色之间反复转化。
权利要求
1.一种电致变色氧化镍薄膜的制备方法，其特征在于具体步骤为配制0.1mol/L～8.0mol/L分析纯氢氧化钾、氢氧化钠或氢氧化锂的水溶液，分别加入0.0mol/L～0.5mol/L氯化钾、氯化钠和氯化锂无机配位剂，再加入0.0mol/L～0.5mol/L柠檬酸盐、草酸盐、酒石酸盐、乙酸盐和其它羧酸衍生物有机配位剂；以石墨块为阴极，以金属镍箔为阳极，在5℃～85℃温度下，控制槽电压为0.6V～12.0V，连续电解1min～10h后断开电源并取出阳极片，用自来水冲洗，即得到具有电致变色特性的氧化镍薄膜。
全文摘要
本发明公开了一种电致变色氧化镍薄膜的制备方法。步骤为配制0.1mol/L～8.0mol/L分析纯氢氧化钾、氢氧化钠或氢氧化锂的水溶液，分别加入0.0mol/L～0.5mol/L氯化钾、氯化钠和氯化锂无机配位剂，再加入0.0mol/L～0.5mol/L柠檬酸盐、草酸盐、酒石酸盐、乙酸盐和其它羧酸衍生物有机配位剂；以石墨块为阴极，以金属镍箔为阳极，在5℃～85℃温度下，控制槽电压为0.6V～12.0V，连续电解1min～10h后断开电源并取出阳极片，用自来水冲洗，即得到具有电致变色特性的氧化镍薄膜。本发明工序简单，制备的氧化镍薄膜与基体结合力强，膜层致密均匀，电致变色可逆性好，膜厚度容易调控，容易进行大面积制造。
文档编号C25D11/34GK101514472SQ200910113888
公开日2009年8月26日 申请日期2009年2月23日 优先权日2009年2月23日
发明者孙芳露, 杨建文, 甘庆孟, 雪 钟 申请人:桂林工学院